Sus fibras también se dirigen oblicuamente, pero pasan en dirección opuesta a las de los músculos intercostales externos.Los músculos intercostales internos se originan en el surco costal de la costilla y se insertan en la cara superior de la costilla inferior en dirección perpendicular a los músculos intercostales externos. Es esta disposición la que permite a estos músculos facilitar la espiración.
En su mayor parte, son músculos de la espiración. En la espiración, las porciones interóseas de los músculos intercostales internos, (la parte del músculo que se encuentra entre la porción ósea de las costillas superiores e inferiores), deprimen y retraen las costillas, comprimiendo la cavidad torácica y expulsando el aire. Los intercostales internos, sin embargo, sólo se utilizan en la espiración forzada, como la tos o durante el ejercicio, y no en la respiración relajada. Los músculos intercostales externos, y la parte intercartilaginosa de los músculos intercostales internos, (la parte del músculo que se encuentra entre la porción cartilaginosa de las costillas superiores e inferiores), se utilizan en la inspiración, ayudando a elevar las costillas y a expandir la cavidad torácica.